JP6788924B1 - ターゲット球体及びターゲット装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ターゲット球体の中心を基準点の鉛直線上に正確に位置させることができるターゲット球体及びターゲット装置を提供する。【解決手段】ターゲット球体は、中心(12)から一定半径(14)の球面(16)を有する球体(10)であって、北極点(20)と、南極点(22)と、球体(10)の中心(12)を通り北極点(20)と南極点(22)とを結ぶ中心軸(18)を有し、北極点(20)に水準器(24)が設けられている。【選択図】図1

Description

本発明は、測量用ターゲット球体に関する。
本発明はまた、例えば三次元レーザスキャナ等の計測装置を用いた三次元計測に好適に利用可能なターゲット球体及び該ターゲット球体を備えたターゲット装置に関する。
特許文献1に、球形ターゲット及び該球形ターゲットを含むターゲット装置が開示されている。球形ターゲットは球体を有する。球体の底部(南極部)は連結部を備えている。連結部には、ピンポールの上端が連結される。このターゲット装置では、球形ターゲットの中心を基準点の真上に正確に位置付けるために、ピンポールに水準器が取り付けられている。水準器はいわゆる円形気泡水準器(circular vial)である。したがって、球形ターゲットを設置する場合、円形水準器を上から見た状態で、円形水準器の気泡を該円形水準器の中央に位置させることによって、球形ターゲットの中心が基準点又は測点の上に正確に位置付けされる。
特開2006−162444号公報
しかし、実際には、球体が邪魔になって、水準器をその真上から見ることはできない。そのため、円形気泡水準器の気泡が水準器の中心に正確に位置付けられているか否か判断し難い。これにより、球体の中心が基準点を通る鉛直線に対して僅かにずれて、そのずれが測量結果に悪い影響を与えることがある。
本発明は、上述の問題を解決し、球体を基準点上に正確に位置付けできるターゲット球体及びターゲット装置を提供することを目的とする。
この目的を達成するために、本発明の実施形態に係る測量用ターゲット球体(10)は、三次元計測に用いられる測量用ターゲット球体であって、中心(12)から一定半径(14)の球面(16)を有する。測量用ターゲット球体(10)はまた、北極点(20)と、南極点(22)と、前記測量用ターゲット球体(10)の中心(12)を通り前記北極点(20)と前記南極点(22)とを結ぶ中心軸(18)を備えており、前記北極点(20)に水準器(24)が設けられている。この補正は、例えば明細書0001の記載を根拠とします。
本発明の実施形態に係るターゲット球体及び該ターゲット球体を備えたターゲット装置によれば、ターゲット装置のターゲット球体を基準点又は測点の真上に位置付けする際、ターゲット球体の上には何も視界を遮るものがないため、北極部に取り付けた水準器をその真上から見ることができる。これにより、ターゲット球体を基準点の鉛直線上に正確に位置付けできる。結果、本実施形態のターゲット球体を用いた測量結果の信頼が高まる。
本発明の実施形態に係るターゲット装置の分解斜視図。 図1に示すターゲット装置に含まれるターゲット球体と連結機構の断面図。 図1に示すターゲット装置に含まれるターゲット球体の平面図。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態に係るターゲット球体及びターゲット装置を説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るターゲット装置1を示す。
[全体構成]
図示するターゲット装置1は、ターゲット球体(以下、「球体」という。)10と、ピンポール50を有する。
球体10は、中心12から一定半径14の球面16を有する完全球体である。図示しないが、球体10は、例えば半球状のキャビティを有する二つの成形型(割型)に適当な樹脂を射出することによって製造できる。球体10の色は限定的ではなく、測定環境に応じて適当な色を選択してもよい。
球体10は、球体10の中心12を通り、使用時(すなわち、測量時)に鉛直方向(重力方向)に向けられる中心軸18を有する。本件出願において、中心軸18が球面16と交わる球体10の上端と下端をそれぞれ北極点20と南極点22という。
球体10の北極点20及び北極点を含む北極領域には水準器24が固定されている。実施形態において、水準器24は、円形気泡水準器(circular vial)である。図示しないが、水準器24は、円筒形の外周側面と、上面と、下面によって外形が作られており、内部に空室(キャビティ)が形成されている。空室には、少量の気泡を含む液体が充填されている。図3に示すように、水準器24の上面には円筒外周面の中心軸を中心とする円27が描かれており、鉛直軸と直交する水平面上に水準器24が置かれた状態で、気泡25が円27の中心に位置するように構成されている。
図2を参照すると、水準器24は球体10に埋め込まれている。そのために、球体10の北極点20には、中心軸18に沿って該中心軸18を中心とする上孔26又は窪みが形成されている。上孔26は、成形型の内面に該上孔26に対応する形状の突起部を設けることによって、成形時に球体に一体的に形成することができる。代わりに、成形後の球体を加工して上孔26を形成することもできる。
上孔26の大きさと形状は、水準器24の外周円筒面の大きさと形状と同じにすることが好ましい。この場合、水準器24を上孔26に嵌め込むだけで固定できる。勿論、球体10に水準器24を固定するために、予め上孔26の内面に接着剤を塗布した状態で水準器24を上孔26に嵌めてもよい。また、上孔26の中心軸が球体10の中心軸に一致しているため、水準器24を上孔26に嵌め込んだ状態で、水準器24の中心軸が球体の中心軸18に正確に一致する。
球体10の南極点22及び南極点を含む南極領域には、球体10とピンポール50を連結する連結機構28が設けられる。実施形態において、連結機構28は、球体連結部30とポール連結部32によって構成されている。
球体連結部30は、中空の円筒部材34で構成されている。円筒部材34は、中心軸35を中心とする外周円筒面と内周円筒面を有する。内周円筒面には、円筒部材34の下端から上方に向けて延びる雌ねじ36が形成されている。
実施形態において、円筒部材34は球体10に埋め込まれている。そのために、球体10の南極点22には、球体10の中心軸18に沿って該中心軸18を中心とする下孔38又は窪みが形成されている。下孔38は、成形型の内面に該下孔38に対応する形状の突起部を設けることによって成形時に球体に一体的に形成することができる。代わりに、成形後の球体を加工して下孔38を形成することもできる。
下孔38の大きさと形状は、円筒部材34の外周円筒面の大きさと形状と同じにすることが好ましい。これにより、円筒部材34はこれを下孔38に嵌め込むだけで球体10に固定できる。勿論、球体10に円筒部材34を固定するために、予め下孔38の内面に接着剤を塗布した状態で円筒部材34を下孔38に嵌めてもよい。また、下孔38の中心軸が球体10の中心軸18に一致しているため、下孔38に円筒部材34を嵌め込んだ状態で、円筒部材34の中心軸35が球体の中心軸18に一致する。
ポール連結部32は、中心軸40に沿って伸びる円柱部材42からなる。円柱部材42の上部外周面には、円柱部材42の中心軸40を中心とする雄ねじ44が、円柱部材42の上端から下方に向けて形成されている。一方、円柱部材42の下端には、円柱部材42の中心軸40を中心とする雌ねじ46が形成されている。
雄ねじ44の大きさと形状は、球体連結部30の雌ねじ36に嵌め込むことができる大きさと形状を有する。一方、雌ねじ46の大きさと形状は、後述するピンポール50の上端雄ねじ58をねじ込むことができる大きさと形状を有する。
以上の構成を備えたポール連結部32は、上部の雄ねじ44を、球体10に固定されている球体連結部30の雌ねじ36に嵌め込んで固定される。
実施形態において、ピンポール50は、ポール52と石突54を有する。
ポール52は、直径が6mm又は8mmの金属製棒で、上端にはポール52の中心軸56に沿って雄ねじ58が形成され、下端にはポール52の中心軸56に沿って雌ねじ60が形成されている。雄ねじ58の大きさと形状は、ポール連結部32の雌ねじ46の大きさと形状と同じである。
石突54は、中心軸62に沿って伸びる、ポール52と同じ直径を有する上部円柱部64と下部円錐部66を有する。上部円柱部64の上端には、中心軸62を中心とする雄ねじ68が形成されている。雄ねじ68の大きさと形状は、ポール52の下端雌ねじ60の大きさと形状と同じである。したがって、石突54は、上端の雄ねじ68をポール52の下端雌ねじ60にねじ込むことによって、ポール52と組み合わされる。
球体10とピンポール50は、通常、両者を分離した状態で現場に運ばれる。測量現場では、球体10とピンポール50は、ピンポール50の上端雄ねじ58をポール連結部32の雌ねじ46にねじ込んで連結されて、ターゲット装置1が得られる。この状態で、球体10の中心軸18と、連結機構28の中心軸40、及びピンポール50の中心軸56、62が一直線上に整列する。
組み合わされたターゲット装置1は、ピンポール下端の石突54を基準点に合わせた状態で、球体10とピンポール50の中心軸をそれぞれ鉛直方向に向けて設置される。このとき、図示しない保持装置によってピンポール50が鉛直に保持される。球体10とピンポール50の中心軸18、56、62を繋ぐ一つの軸の鉛直度は、球体10の上端に設けられた水準器24を見ながらピンポール50の傾きを調整することによって確保される。このとき、水準器24の上方にはユーザの視界を遮るものが無いため、図3に示すようにユーザは水準器24の気泡25をその真上から見ながら円27の中央に位置させることによって正確に鉛直度を調整できる。これにより、球体10の中心12を基準点の真上に設置できる。
上述の実施形態では、水準器24はその全体が球体10の中に埋め込まれているが、少なくとも一部、例えば水準器の下半分だけを上孔26に埋めてもよい。代わりに、水準器24は、球体10に埋め込むことなく、球体の表面に固定してもよい。代わりに、水準器の底部中央にねじ(雄ねじ)を設ける一方、球体10の北極領域にねじ孔(雌ねじ)を形成し、このねじ孔(雌ねじ)に水準器のねじ(雄ねじ)をねじ込むようにしてもよい。
上述の実施形態では、球体連結部30はその全体が球体10の中に埋め込まれているが、少なくとも一部、例えば球体連結部30の上半分だけを下孔38に埋めてもよい。代わりに、球体連結部は、球体10に埋め込むことなく、球体の表面に固定してもよい。代わりに、球体連結部の上端中央にねじ(雄ねじ)を設ける一方、球体10の南極領域にねじ孔(雌ねじ)を形成し、このねじ孔(雌ねじ)に球体連結部30のねじ(雄ねじ)をねじ込むようにしてもよい。
上述の実施形態では、水準器として円形気泡水準器を用いているが、水準器は2つの気泡管を直交する2方向に配置した水準器(二方向水準器)であってもよい。
上述の実施形態では、球体10とピンポール50を連結機構を介して連結したが、球体10の南極点22に孔(非ねじ孔)又はねじ孔(雌ねじ)を形成し、この孔又はねじ孔にピンポール50の上端部(非ねじ部)又は雄ねじをはめ込むようにしてもよい。
1:ターゲット装置、10:ターゲット球体、12:中心、14:半径、16:球面、18:中心軸、20:北極点、22:南極点、24:水準器、26:上孔、28:連結機構、30:球体連結部、32:ポール連結部、50:ピンポール、54:石突。

Claims (12)

  1. 三次元計測に用いられる測量用ターゲット球体(10)であって、
    前記測量用ターゲット球体(10)は、
    中心(12)から一定半径(14)の球面(16)を有
    北極点(20)と、南極点(22)と、前記測量用ターゲット球体(10)の中心(12)を通り前記北極点(20)と前記南極点(22)とを結ぶ中心軸(18)を備えており、
    前記北極点(20)に水準器(24)を備えている、ことを特徴とする測量用ターゲット球体。
  2. 前記水準器(24)は、前記中心軸(18)を鉛直方向に向けた状態で、前記水準器(24)が水平を示すように調整されている、ことを特徴とする請求項1の測量用ターゲット球体。
  3. 前記水準器(24)は、少なくとも一部が前記測量用ターゲット球体(10)の外形内に埋め込まれている、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の測量用ターゲット球体。
  4. 前記水準器(24)は、前記測量用ターゲット球体(10)の表面に設けられている、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の測量用ターゲット球体。
  5. 前記水準器(24)は円形水準器である、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の測量用ターゲット球体。
  6. 前記水準器(24)は、2つの気泡管を直交する2方向に配置した水準器である、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の測量用ターゲット球体。
  7. 前記測量用ターゲット球体(10)は、前記南極点(22)に連結機構(28)を備えており、
    前記連結機構(28)は該連結機構(28)に真っ直ぐなピンポール(50)を連結した状態で、前記ピンポール(50)の中心線(56)が前記測量用ターゲット球体(10)の中心軸(18)に一致するように構成されている、ことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の測量用ターゲット球体。
  8. 前記連結機構(28)は、前記測量用ターゲット球体(10)の前記南極点(22)に、前記中心軸(18)に沿って前記ピンポール(50)をはめ込むことができる孔を有する、ことを特徴とする請求項7に記載のターゲット球体。
  9. 請求項1〜8のいずれかの測量用ターゲット球体(10)と、前記測量用ターゲット球体(10)の前記連結機構(28)に連結されたピンポール(50)を備えたことを特徴とする三次元計測に用いられる測量用ターゲット装置。
  10. 前記連結機構(28)の孔は前記測量用ターゲット球体(10)に形成されており、
    前記ピンポール(50)は該ピンポール(50)の一端が前記孔に嵌め込むことができるように構成されている、ことを特徴とする請求項9に記載の測量用ターゲット装置。
  11. 前記連結機構(28)の孔は雌ねじ(46)を有し、前記ピンポール(50)は該ピンポール(50)の一端に雄ねじ(58)を有し、前記ピンポール(50)の前記雄ねじ(58)が前記連結機構(28)の前記雌ねじ(46)にはめ込むことができるように構成されている、ことを特徴とする請求項9の測量用ターゲット装置。
  12. 前記ピンポール(50)の他端は、該ピンポール(50)の末端側に向かって尖った石突(54)を有する、ことを特徴とする請求項9〜11のいずれかに記載の測量用ターゲット装置。
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